铅暴露致大鼠ADHD发生的神经环路机制初步研究

发布时间：2017-06-29 11:03

  本文关键词：铅暴露致大鼠ADHD发生的神经环路机制初步研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：注意缺陷多动障碍(ADHD)是一种神经系统发育障碍性疾病,虽经数十年的研究,但其发病机制尚不清楚,一般认为是遗传与环境因素交互作用的结果。我们课题组前期工作表明,环境铅是引起儿童ADHD发生的危险因素之一,此外,中脑多巴胺系统调节多种行为过程,多数研究从分子遗传水平表明ADHD的发生与多巴胺的失调有关。神经回路是神经系统执行功能的基本单位,然而对于ADHD发生的神经系统回路研究尚未见报道。目的：研究大鼠铅暴露致ADHD发生的神经回路连接变化及可能机制。方法：1.以SHR大鼠为模型对照鼠,SD大鼠铅暴露造模,SD母鼠进行5mg/L的醋酸铅暴露,子鼠经宫内及母乳间接铅暴露至出生后21天断奶,然后继续暴露至5周龄时,进行行为学实验,包括旷场实验、Y迷宫实验和水迷宫实验并检测大鼠血液及海马的铅含量。以验证造模的可行性。2.随后大鼠麻醉进行静息态功能磁共振扫描,包括结构像和功能像扫描,期间实时观察大鼠呼吸频率、心率、体温等生理指标。观察大鼠脑解剖结构的信号强度,感兴趣区域(ROI)法分析脑功能激活度和脑功能连接相关性。3.铅暴露造模后,大鼠在P2实验室进行AAV和RV立体定位病毒注射,心脏灌流,冰冻切片,组织免疫染色,激光共聚焦扫描观察神经元；定量分析脑区神经投射及功能连通率,评价铅暴露致ADHD发生的神经回路连接变化及可能机制。结果：1.5mg/L铅暴露后,发现大鼠血液和海马组织的铅含量显著增加(P0.001)并表现出明显的多动、空间记忆亏损、注意缺陷。表明5mg/L铅暴露是导致大鼠多动发生的重要原因之一。2.基于以上研究,为了探知铅致多动的神经系统机制,我们研究了大鼠的脑结构与脑功能,发现铅暴露大鼠的脑解剖结构的信号强度明显高于对照组,而脑激活度明显低于对照组,并且前额叶、前扣带回、隔核、纹状体、腹侧被盖区等多巴胺系统脑区与海马间的功能连接明显降低。表明铅暴露损害大鼠多巴胺系统的功能连接。3.上述研究表明,铅暴露损害大鼠的脑功能,我们进一步研究了铅暴露对大鼠脑结构的影响。我们采用直接可视的病毒示踪方法对神经系统的基本单位神经元进行了研究,发现铅暴露后从隔核、前扣带回、初级以及次级运动皮层、纹状体、腹侧被盖区到海马间的神经元投射数目明显降低,隔核、腹侧被盖区与海马间的神经投射连通率明显降低。表明铅暴露损害了多巴胺系统的神经投射连接。结论：1.铅暴露是导致大鼠多动发生的重要因素之一。2.铅致大鼠多动发生的可能原因是多巴胺系统的功能连接受到损伤。3.铅致大鼠多动发生的可能机制是由于多巴胺系统的神经功能连接紊乱所致。为我们寻求治疗ADHD的方法提供了线索。
【关键词】：注意缺陷多动障碍 多巴胺系统 铅暴露 神经回路
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R749.94
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-17
• 第一章 绪论17-28
• 1.1 儿童注意缺陷多动障碍研究进展17-19
• 1.1.1 ADHD的临床表现17-18
• 1.1.2 ADHD发病原因的研究进展18
• 1.1.3 ADHD的诊断18-19
• 1.1.4 ADHD的治疗19
• 1.1.5 ADHD的动物模型19
• 1.2 ADHD与环境19-21
• 1.2.1 铅对多巴胺系统的作用21
• 1.3 静息态功能磁共振研究21-23
• 1.3.1 核磁共振发展简史21
• 1.3.2 核磁共振原理21-22
• 1.3.3 BLOD-fMRI的研究22
• 1.3.4 静息态下BLOD信号22
• 1.3.5 ADHD的fMRI研究现状22-23
• 1.4 神经回路23-26
• 1.4.1 多巴胺系统的神经回路研究23-24
• 1.4.1.1 ADHD与多巴胺系统23-24
• 1.4.1.2 多巴胺系统的神经回路研究24
• 1.4.2 ADHD的神经回路研究24-26
• 1.5 课题研究的背景、意义和主要内容26-28
• 1.5.1 课题研究的背景与意义26-27
• 1.5.2 课题研究的主要内容27-28
• 第二章 铅暴露致大鼠ADHD发生的行为学研究28-41
• 2.1 材料与方法28-31
• 2.1.1 主要仪器28
• 2.1.2 主要试剂和药品28
• 2.1.3 实验动物28
• 2.1.4 行为学实验28-30
• 2.1.4.1 旷场实验28-29
• 2.1.4.2 Y迷宫实验29
• 2.1.4.3 Morris水迷宫29-30
• 2.1.5 取材30
• 2.1.6 铅含量测定30
• 2.1.6.1 血液铅含量的测定30
• 2.1.6.2 海马组织的铅含量测定30
• 2.1.7 统计学分析30-31
• 2.2 实验结果31-38
• 2.2.1 大鼠静脉血液的铅含量31
• 2.2.2 海马组织的铅含量31-32
• 2.2.3 ADHD动物模型的行为学检测32-38
• 2.2.3.1 旷场实验中自发性活动水平检测32-35
• 2.2.3.2 Y迷宫实验中空间识别记忆与注意力检测35-36
• 2.2.3.3 水迷宫实验中空间记忆能力检测36-38
• 2.3 讨论38-41
• 第三章 铅致大鼠ADHD发生的静息态功能磁共振研究41-50
• 3.1 材料与方法41-44
• 3.1.1 主要仪器41
• 3.1.2 主要试剂和药品41
• 3.1.3 实验动物41
• 3.1.4 旷场筛选41-42
• 3.1.5 动物准备与麻醉42-43
• 3.1.6 MRI数据采集43
• 3.1.6.1 结构像扫描43
• 3.1.6.2 功能像扫描43
• 3.1.7 MRI图像数据分析43-44
• 3.1.7.1 图像数据预处理43
• 3.1.7.2 脑功能连接的种子相关性分析43-44
• 3.2 实验结果44-48
• 3.2.1 静息态功能磁共振成像大鼠生理状态监测44
• 3.2.2 铅致大鼠ADHD发生的静息态功能磁共振解剖结构扫描分析44-45
• 3.2.3 铅致大鼠ADHD发生的静息态功能磁共振功能连接相关性分析45-48
• 3.3 讨论48-50
• 第四章 铅致大鼠ADHD发生的神经环路研究50-62
• 4.1 材料与方法50-54
• 4.1.1 主要仪器耗材50
• 4.1.2 主要试剂50
• 4.1.3 实验动物50-51
• 4.1.4 旷场筛选51
• 4.1.5 立体定位的病毒注射实验51
• 4.1.6 动物手术与核团定位51-52
• 4.1.7 动物心脏灌流52-53
• 4.1.7.1 配置4%多聚甲醛固定液52
• 4.1.7.2 动物心脏灌流52-53
• 4.1.8 组织切片53
• 4.1.8.1 载玻片包被53
• 4.1.8.2 冰冻切片53
• 4.1.9 组织学和免疫染色53
• 4.1.10 爬片53
• 4.1.11 成像和数据分析53-54
• 4.2 实验结果54-59
• 4.2.1 海马DG区注入单突触逆向示踪的修饰后的狂犬病毒54-55
• 4.2.2 定性解析铅致大鼠ADHD发生的多巴胺系统脑区的神经投射55-56
• 4.2.3 定量分析铅致大鼠ADHD发生的多巴胺系统脑区的神经元密度56-57
• 4.2.4 定量分析铅致大鼠ADHD发生的多巴胺系统脑区的神经投射连通性57-58
• 4.2.5 解析ADHD发生的多巴胺系统神经回路投射58-59
• 4.3 讨论59-62
• 参考文献62-69
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况69

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